N-도핑된 탄소점 복합재료의 인광특성

전문가 제언

○ 수 nm의 크기를 갖는 탄소 점(carbon dots, CDs)은 차세대 발광체로서 많은 관심을 받고 있다. CD는 기존의 반도체 형의 양자 점 발광체에 비해 친 환경적이며, 인체에 미치는 독성이 낮고, 합성법이 간단할 뿐 만 아니라 재현성이 높으며, 사용 가능한 전구체가 다양하며 저렴하다는 것이다. 또한 화학적 안정성 및 광학적 안정성이 우세하다는 장점으로 인해 이에 대한 현재 이에 대한 연구는 광범위하게 진행되고 있다.

 

○ CD의 발광은 유기 분자를 사용한 표면의 기능화에 의해 구현된다. 기능화에 의해 새로운 표면 에너지 상태가 만들어지고 이 표면 에너지 상태에서의 전자의 포획이 발광의 근원이 된다. CD의 발광 파장은 입자의 크기, 도핑된 원자, 표면의 기능화 등에 의해 영향을 받는다. 또한 CD의 발광은 들뜸 광의 파장에 영향을 받지만, N이나 S 원자 등을 도핑시키면 CD의 발광 파장은 들뜸 광 파장에 영향을 받지 않는다.

 

○ 현재까지 발표된 모든 CD의 발광은 붕괴시간이 수 ns 정도인 형광성 발광이었다. Zhou 연구진은 N-도핑된 CD의 표면을 C=N기로 기능화 시켰을 때 붕괴시간이 수 ms인 인광성 발광을 관측하였다. 이 C=N 기는 들뜬 상태의 단일 스핀상태와 삼중 스핀 상태 간의 계간 교차를 일으키는 역할을 하고 있다. 이러한 CD를 이성분 강성체 매질에 혼입시킬 경우 인광성 발광 세기는 증가하였다.

 

○ 국내에서도 CD에 대한 연구가 대학 및 연구소를 중심으로 수행되고 있다. 대표적으로 울산 과기대의 김병수 연구팀, 전북대학교의 김학용 연구팀, 연세대학교의 김광범 연구팀, 건양대학교 김건양 연구팀, 포항공대의 이시우 연구팀 등이다. 하지만, 형광성 발광 CD의 합성 및 합성법에 따른 광발광 특성에 국한되고 있다.

 

○ 인광은 유기발광다이오드(organic light-emitting diode, OLED), 표지인식 및 바이오 이미징에 매우 중요한 역할을 한다. 따라서 인광성 CD는 차세대 디스플레이 분야 및 조면 분야에 매우 매력적인 소재가 될 것이다. 이에 대한 기초 연구가 필연적으로 요구되는 시점이다.

 

저자

Qijun Li, Ming Zhou, Qingfeng Yang, Qian Wu, Jing Shi, Aihua Gong, Mingyang Yang

자료유형

니즈학술정보

원문언어

영어

기업산업분류

화학·화공

연도

2016

권(호)

28()

잡지명

Chemistry of Materials

과학기술
표준분류

화학·화공

페이지

8221~8227

분석자

강*길

분석물

• N-도핑된 탄소점 복합재료의 인광특성.pdf [496,994 byte]

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